JP2005113715A5 - - Google Patents

Description

動作制御装置および補給装置

この発明は、所定の燃料を使用する動力装置の動作を制御する動作制御装置に関し、特に燃料の組成に対応して制御内容を自動的に補正可能な動作制御装置に関するものである。

一般に、エンジンの燃料は厳密に同一のものであるとは限らず、組成の異なる複数種類の燃料が混合して用いられることが多い。例えば、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）では、「１２Ａ」、「１３Ａ」と呼ばれる二種類が供給されている。また、ガソリンでは、オクタン価の異なるガソリンが供給されている。

これらの燃料は混合して使用することができ、また燃料補給場所（ガソリンスタンド）では特定の種類の燃料を取り扱っている場合が多い。そこで、エンジンに供給される燃料の組成は、燃料補給の度に変化することとなる。

しかしながら、種類の異なる燃料は混合して用いることができるものの、それぞれの組成によって、理論空燃比付近で燃焼するために必要となる空気量に違いが生じる。この理論空燃比から離れたところで燃焼させると、異常燃焼や排ガス成分の悪化が生じる原因となる。また、種類の異なる燃料では燃焼速度や熱量も異なるため、エンジンの出力のばらつきやアイドリング回転が不安定になる原因となる。

このように燃料組成が異なる場合、変動する理論空燃比などに対応し、適切なエンジン制御をおこなう必要がある。

例えば、特許文献１では、アルコール混合ガソリンを燃料として使用する場合に、燃料内のアルコール濃度を検出し、検出したアルコール濃度に基いて燃料噴出を制御する技術が開示されている。

また、特許文献２では、内燃機関の排気から空燃比を検出し、検出した空燃比もとにフィードバック制御によって内燃機関の点火時期を最適化する内燃機関の制御装置が開示されている。

ところで、燃料の組成による動作の違いは、エンジン（内燃機関）に限られるものではない。例えば燃料電池では、燃料の組成差によって発電効率が変化する。そこで従来、燃料ガス組成によって変化する電池電圧を使用して水分添加濃度を決定し、発電効率を向上する技術が考案されている（特許文献３）。

特公平６−１００１１３号公報 特開２００２−２１７０号公報 特開平８−１２４５８６号公報

しかしながら、従来の技術では、燃料の組成を自車両内で高精度に検出する必要があるという問題点があった。この検出器は燃料ごとに異なるが、使用する燃料によってはその組成比の検出が困難である。また、特に高精度な検出器の車両へ搭載は、コストアップの要因となる。

さらに、排気から空燃比を算出する方法では、安定したアイドリング状態（定常的な運転状態）で検出を行う必要があり、給油などによって燃料の組成比が変化した場合にその変化を直ちにエンジン制御に反映させることができないという問題点があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、燃料の組成比を簡易かつ正確に取得し、遅滞なく動力装置（エンジンや燃料電池）の制御に反映させることのできるエンジン制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る動作制御装置は、所定の燃料を使用する動力装置の動作を制御する動作制御装置であって、車両の外部と通信する通信手段と、前記通信手段を介して補給される燃料の組成情報を取得する補給燃料情報取得手段と、前記補給燃料情報取得手段が取得した補給燃料情報をもとに、前記動力装置に供給される燃料の組成を算出する燃料組成算出手段と、前記燃料組成算出手段が算出した供給燃料組成をもとに、前記動力装置の動作の制御内容を補正する動作補正手段と、を備えたことを特徴とする。

この請求項１の発明によれば、動作制御装置は、車両の外部と通信して補給燃料情報を受信し、受信した補給燃料情報をもとに動力装置に供給される燃料の組成を算出し、算出した供給燃料組成をもとに、動力装置の制御内容を補正する。

また、請求項２の発明に係る動作制御装置は、請求項１に記載の発明において、ユーザからの情報入力を受け付ける入力手段をさらに備え、前記補給燃料情報取得手段は、前記入力手段を介して前記補給燃料情報を受け付けることを特徴とする。

この請求項２の発明によれば、動作制御装置は、ユーザからの補給燃料情報の入力を受け付け、受け付けた補給燃料情報をもとに動力装置に供給される燃料の組成を算出し、算出した供給燃料組成をもとに動力装置の動作内容を補正する。

また、請求項３の発明に係る動作制御装置は、請求項１または２に記載の発明において、日時の情報を管理する日時管理手段をさらに備え、前記補給燃料情報取得手段は、前記日時情報管理手段が出力する燃料補給時点での日時を前記補給燃料情報として使用することを特徴とする。

この請求項３の発明によれば、動作制御装置は、燃料の補給が行われた日時の情報をもとに補給された燃料の組成を特定し、特定した燃料の組成をもとに動力装置に供給される燃料の組成を算出し、算出した供給燃料組成をもとに動力装置の動作内容を補正する。

また、請求項４の発明に係る動作制御装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記燃料を注入する給油口の開閉状態を監視する給油口モニタ手段をさらに備え、前記燃料組成算出手段は、前記給油口が開いたときの燃料残量と前記給油口が閉じた時の燃料残量との差が所定量以上である場合に前記供給燃料組成を算出することを特徴とする。

この請求項４の発明によれば、動作制御装置は、給油口の開閉状態と燃料残量とをモニタし、給油口が開いてから閉じるまでに燃料が所定量以上増加している場合に燃料の補給があったと判断し、供給燃料の組成を算出する。

また、請求項５の発明に係る動作制御装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、電源の供給状態を監視する電源モニタ手段をさらに備え、前記燃料組成算出手段は、前記電源の供給を停止する停止処理時における燃料残量と、前記電源の供給を開始する開始処理時における燃料残量との差が所定量以上である場合に前記供給燃料組成を算出することを特徴とする。

この請求項５の発明によれば、動作制御装置は、電源のオンオフを行う場合に燃料残量をモニタし、電源が投入された時の燃料残量が電源を落としたときの燃料残量から所定量以上増加している場合に燃料の補給があったと判断し、供給燃料の組成を算出する。

また、請求項６の発明に係る動作制御装置は、請求項３に記載の発明において、前記燃料は、石油ガスであることを特徴とする。

この請求項６の発明によれば、動作制御装置は、石油ガスを燃料とする内燃機関において、日時情報を用いて供給される燃料の組成を算出し、エンジン制御の補正を行う。

また、請求項７の発明に係る動作制御装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記動力装置は、内燃機関であることを特徴とする。

この請求項７の発明によれば、内燃機関において燃料の組成を算出し、燃料の噴射量、点火タイミング、アイドリング回転数などを補正する。

また、請求項８の発明に係る動作制御装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記動力装置は、燃料電池であることを特徴とする。

この請求項８の発明によれば、動作制御装置は、燃料装置において燃料の配合比率を制御する。

また、請求項９の発明に係る補給装置は、車両の燃料タンクに燃料を供給する補給装置であって、前記燃料の供給を受けた後の前記燃料タンク内における燃料組成を検出する組成検出手段と、前記組成検出手段が検出した燃料組成を前記車両に送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。

この請求項９の発明によれば、補給装置は、車両の燃料タンクに燃料を供給し、燃料の供給後の燃料タンク内における燃料組成を検出し、検出した燃料組成を車両に送信する。

また、請求項１０の発明に係る動作制御装置は、所定の燃料を使用する動力装置の動作を制御する動作制御装置であって、燃料タンクに給油装置から燃料を供給された場合に、該燃料の供給後の前記燃料タンク内における燃料組成を前記補給装置から受信する燃料組成受信手段と、前記燃料組成受信手段が受信した燃料組成をもとに、前記動力装置の動作の制御内容を補正する動作補正手段と、を備えたことを特徴とする。

この請求項１０の発明によれば、動作制御装置は、燃料の供給後の燃料タンク内における燃料組成を補給装置から受信し、受信した燃料組成をもとに動力装置の動作を制御する。

請求項１の発明によれば、動作制御装置は、車両の外部と通信して補給燃料情報を受信し、受信した補給燃料情報をもとに動力装置に供給される燃料の組成を算出し、算出した供給燃料組成をもとに、動力装置の制御内容を補正するので、燃料の組成比を自動的かつ正確に取得し、遅滞なく動力装置の制御に反映させることのできる動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項２の発明によれば、動作制御装置は、ユーザからの補給燃料情報の入力を受け付け、受け付けた補給燃料情報をもとに動力装置に供給される燃料の組成を算出し、算出した供給燃料組成をもとに動力装置の動作内容を補正するので、簡易な構成で燃料の組成比を取得し、遅滞なく動力装置の制御に反映させることのできる動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項３の発明によれば、動作制御装置は、燃料の補給が行われた日時の情報をもとに補給された燃料の組成を特定し、特定した燃料の組成をもとに動力装置に供給される燃料の組成を算出し、算出した供給燃料組成をもとに動力装置の動作内容を補正するので、時期によって供給される燃料組成が異なる場合であってもその組成を自動的に取得し、遅滞なく動力装置の制御に反映させることのできる動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項４の発明によれば、動作制御装置は、給油口の開閉状態と燃料残量とをモニタし、給油口が開いてから閉じるまでに燃料が所定量以上増加している場合に燃料の補給があったと判断し、供給燃料の組成を算出するので、燃料補給の有無を自動的に判断して燃料組成を算出し、遅滞なく動力装置の制御に反映させることのできる動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項５の発明によれば、動作制御装置は、電源のオンオフを行う場合に燃料残量をモニタし、電源が投入された時の燃料残量が電源を落としたときの燃料残量から所定量以上増加している場合に燃料の補給があったと判断し、供給燃料の組成を算出するので、電源オフ時に行われた燃料補給を検知して燃料組成を算出し、遅滞なく動力装置の制御に反映させることのできる動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項６の発明によれば、動作制御装置は、石油ガスを燃料とする内燃機関において、日時情報を用いて供給される燃料の組成を算出し、エンジン制御の補正を行うので、時期によって供給される燃料組成が異なる石油ガスを使用する内燃機関であっても燃料の組成を自動的に取得し、遅滞なくエンジン制御に反映させることのできる動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項７の発明によれば、内燃機関において燃料の組成を算出し、燃料の噴射量、点火タイミング、アイドリング回転数などを補正するので、燃料の組成比を簡易かつ正確に取得し、エンジンの動作を最適化する動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項８の発明によれば、動作制御装置は、燃料装置において燃料の配合比率を制御するので、燃料の組成比を簡易かつ正確に取得し、燃料電池の発電効率を最適化する動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項９の発明によれば、補給装置は、車両の燃料タンクに燃料を供給し、燃料の供給後の燃料タンク内における燃料組成を検出し、検出した燃料組成を車両に送信するので、各車両における燃料の組成を通知し、各車両に簡易な構成で動作を最適化させることのできる補給装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１０の発明によれば、動作制御装置は、燃料の供給後の燃料タンク内における燃料組成を補給装置から受信し、受信した燃料組成をもとに動力装置の動作を制御するので、簡易な構成で動力装置の動作を最適化可能な動作制御装置を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る動作制御装置の好適な実施例を詳細に説明する。

この実施例１では、本発明を内燃機関、すなわちエンジンの制御に適用する場合について説明する。図１は、本発明の実施例１にかかるエンジン制御装置の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、エンジン制御装置１は、ナビゲーションシステム２、燃料タンク４およびエンジン５に接続されている。ここで、燃料タンク４には給油口３から燃料が補充され、燃料タンク４はエンジン５に燃料を供給する。

また、エンジン制御装置１は、その内部にイグニッションスイッチ１１、給油口モニタ１２、燃料組成算出部１３、燃料モニタ１４、給油場所データベース１５、燃料情報記憶部１６および補正係数算出部１７を有する。

イグニッションスイッチ１１は、車両のキーによって操作され、エンジン制御部１への電源供給を行う。また、給油口モニタ１２は、給油口３の開閉状態を監視する。さらに、燃料モニタ１４は、燃料タンク４に貯蔵された燃料残量を監視する。

給油場所データベース１５は、燃料補給場所（ガソリンスタンド）の位置情報と補給可能な燃料の組成情報とを関連付けて記憶する。また、燃料情報記憶部１６は、燃料タンク４に貯蔵している燃料の組成を記憶する。

燃料組成算出部１３は、燃料が補給された場合に、補給前の燃料組成と補給された燃料の組成とをともに、補給後の燃料組成を算出して燃料情報記憶部１６に記憶させる。燃料が補給されたか否かの判断は、イグニッションスイッチ１１、給油口モニタ１２、燃料モニタ１４の情報を取得して行う。

具体的には、給油口３が開けられた時点の燃料残量と、給油口３が閉じられた時点の燃料残量とを比較し、燃料残量が一定以上増加していれば、燃料が補給されたと判断する。また、イグニッションスイッチ１１がオフになった時点での燃料残量とイグニッションスイッチ１１がオンになった時点での燃料残量とを比較し、一定以上増加していれば、燃料が補給されたと判断する。

すなわち、エンジン制御装置１に電源が供給されている状態での給油の有無は、給油口モニタ１２によるモニタ結果に基いて判断するが、エンジン制御装置１に電源が供給されていない状態では給油口モニタ１２が機能しない。そこで、電源が落とす際にその時点での燃料残量を記憶しておき、再度電源が投入された場合に燃料残量が増加しているか否かを判定することで、電源が落ちた状態での給油の有無を判定することができる。

燃料が補給された場合、燃料組成算出部１３は、ナビゲーションシステム２から現在の位置情報を取得し、位置情報をキーとして給油場所データベース１５を検索して燃料補給場所（ガソリンスタンド）を特定する。通常、それぞれの燃料補給場所では特定の組成の燃料を供給している。したがって燃料補給場所を特定することで、補給された燃料の組成を取得することができる。

また、補給前に燃料タンク４に貯蔵していた燃料の組成は、燃料情報記憶部１６に記憶されている。さらに、燃料組成算出部１３は、補給前の燃料残量と補給後の燃料残量から、現在の燃料残量における補給分の割合をもとめる。

燃料組成算出部１３は、この現在の燃料残量における補給分の割合、補給された燃料の組成、補給前の燃料の組成から、補給後の燃料の組成を算出し、燃料情報記憶部１６の記憶内容を更新する。なお、現在の燃料残量における補給分の割合が一定以上であれば、補給前の燃料組成は使用せず、補給された燃料の組成を燃料情報記憶部１６に記憶させる。

補正係数算出部１７は、燃料情報記憶部１６に記憶された現在の燃料情報をもとに、エンジン制御の補正係数を算出し、算出した補正係数に基づいてエンジン５を制御する。具体的には、補正係数算出部１７は、噴射量係数算出部１７ａ、点火タイミング係数算出部１７ｂ、アイドリング係数算出部１７ｃを有する。

噴射量係数算出部１７ａは、エンジン５における燃料の噴射量を制御する為の補正係数を算出する。また、点火タイミング係数算出部１７ｂは、エンジン５における点火のタイミングを制御する為の補正係数を算出する。同様に、アイドリング係数算出部１７ｃは、エンジン５におけるアイドリング回転数を制御する為の補正係数を算出する。

ここで、エンジンの制御について説明する。エンジン内における燃料と空気の比率は、空燃比として示される。燃料が最も理想的に燃焼するためには、理論空燃比付近で燃焼させる必要がある。この理論空燃比から外れると異常燃焼や排ガス成分の悪化が生じる。

図２は、燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を使用した場合における、燃料濃度（空気の濃度）と排ガス成分との関係を示す図である。なお、排ガス成分としては、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを示している。

同図に示すように、それぞれの排ガス成分の排出濃度は燃料濃度に依存して決定される。それぞれの排ガス成分の排出濃度が総合的に見て最適となるのが理論空燃比近傍である。

さらに、エンジン５から排出された有害物質は、三元触媒によって浄化される。図３は、三元触媒の浄化特性を示す図である。同図に示すように三元触媒の浄化特性においても、それぞれの排ガス成分の濃度は燃料濃度に依存して決定されるが、それぞれの排ガス成分の排出濃度を総合的に見ると、理論空燃比付近で最適となる。

この理論空燃比は、ＣＮＧ「１２Ａ」とＣＮＧ「１３Ａ」とで異なる。そこで、燃料タンク４におけるＣＮＧ「１２Ａ」とＣＮＧ「１３Ａ」との割合に応じて燃料噴出量を調節する。

具体的には、エンジン５に対して燃料噴出量の基準値を定めておき、燃料情報記憶部１６に記憶した燃料の組成をもとに補正係数を算出し、基準値に対して補正係数を乗ずることで燃料噴出量を調節する。

図４は、燃料の組成比と補正係数との関係を説明する説明図である。同図に示すように、燃料内にＣＮＧ「１２Ａ」が多いほど噴射量の補正係数を大きくする。その結果、燃料の噴射量が多くなる。

また、エンジン５を適切に回転させるためには、点火タイミングが重要である。点火タイミングが遅すぎるとトルク落ちが発生して出力が低下する。一方、点火タイミングが早すぎるとノックが発生する可能性がある。この点火タイミングは、燃料の燃焼速度に依存するが、ＣＮＧ「１２Ａ」とＣＮＧ「１３Ａ」とでは燃焼速度が異なる。したがって、燃料の組成比によって、点火タイミングを調整する必要がある。

具体的には、燃料噴出量と同様に、点火タイミングの基準値を定めておき、燃料情報記憶部１６に記憶した燃料の組成をもとに補正係数を算出し、基準値に対して補正係数を乗ずることで点火タイミングを調節する。より具体的には、図４に示すように燃料内にＣＮＧ「１２Ａ」が多いほど点火タイミングの補正係数を大きくする。その結果、点火タイミングが進角することとなる。

また、エンジン５のアイドリング時の回転数は、燃料の熱量に依存する。しかし、ＣＮＧ「１２Ａ」とＣＮＧ「１３Ａ」とでは熱量が異なるので、燃料の組成比によって、アイドリング回転数を調整する必要がある。

具体的には、燃料噴出量と同様に、アイドリング回転数の基準値を定めておき、燃料情報記憶部１６に記憶した燃料の組成をもとに補正係数を算出し、基準値に対して補正係数を乗ずることでアイドリング回転数を調節する。より具体的には、図４に示すように燃料内にＣＮＧ「１２Ａ」が多いほどアイドリング回転数の補正係数を大きくする。その結果、アイドリング回転数が増大することとなる。

つぎに、エンジン制御装置１の処理動作について説明する。図５は、燃料の補給を検出する処理動作を説明するフローチャートである。まず、給油口モニタ１２は、給油口３の開閉状態を常にモニタしている。そして、給油口３が開いたことを検知したならば（ステップＳ１０１）、燃料タンク４における燃料残量を燃料モニタ１４によってモニタし、記憶する（ステップＳ１０２）。

つぎに、給油口モニタ１２によって給油口３が閉まったことを検知したならば（ステップＳ１０３）、再度燃料タンク４における燃料残量を燃料モニタ１４によってモニタし、記憶する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４終了後、給油口が開いた時点での燃料残量と、給油口が閉じた時点での燃料残量とを比較する（ステップＳ１０５）。その結果、所定量以上燃料が増加していたならば（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、燃料の補給が行われたと判断し、補正係数の算出を要求し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

一方、燃料の増加が所定量に満たない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、燃料の補給は行われていないと判断し、処理を終了する。

なお、このフローにおける処理の終了とは給油口モニタ１２によるモニタ状態に戻ることを示し、給油口モニタ１２によって給油口が開いたことが検知されたならば、ステップＳ１０１から再度実行される。

また、給油口モニタ１２の代わりにイグニッションスイッチ１１を使用しても同様のフローによって燃料の補給を検出することができる。

つぎに、燃料補給時における補正係数算出処理について説明する。図６は、補正係数算出の処理動作を説明するフローチャートである。この処理動作は、図５に示したステップＳ１０６によって開始を要求された場合に実行される。

まず、燃料組成算出部１３ｈが、補給された燃料の情報を取得する（ステップＳ２０１）。具体的には、ナビゲーションシステム２から取得した位置情報をもとに、給油場所データベース１５から供給された燃料の組成を取得する。

つぎに、燃料組成算出部１３は、補給前の燃料の情報を燃料情報記憶部１６から読み出す（ステップＳ２０２）。さらに、燃料モニタ１４から補給の前後の燃料残量を取得し、補給後の燃料組成比を算出する（ステップＳ２０３）。算出された燃料組成比は、燃料情報記憶部１６に記憶される。

その後、補正係数算出部１７が燃料情報記憶部１６から燃料組成比を読み出し、噴射量、点火タイミング、アイドリング回転数の補正係数をそれぞれ算出する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０４において算出した補正係数が以前の補正係数に比して大きいならば（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、補正係数算出部１７は、それぞれの補正係数に基づいてエンジン５の噴射量を増大させ、点火タイミングを進角させ、アイドリング回転数を上げて（ステップＳ２０６）、処理を終了する。

一方、ステップＳ２０４において算出した補正係数が以前の補正係数以下である場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、補正係数算出部１７は、それぞれの補正係数に基づいてエンジン５の噴射量を減少させ、点火タイミングを遅角させ、アイドリング回転数を下げて（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

なお、ステップＳ２０４において算出した補正係数が以前の補正係数と同一であるならば、ステップＳ２０７における噴射量、点火タイミング、アイドリング回転数の制御内容は燃料補給前と同一となる。

上述してきたように本実施例１では、給油口３の開閉や電源の状態に基づいて燃料残量を取得することで燃料の補給を検知し、燃料補給前の燃料組成と、補給された燃料の組成から燃料補給後の燃料組成を算出し、エンジン５における燃料噴射量、点火タイミング、アイドリング回転数を制御する。

したがって、燃料の組成に基づいて最適なエンジン制御を実現し、異常燃焼や排ガス成分の悪化を抑制するとともに、エンジン出力のばらつきを抑制し、安定したアイドリング状態を得ることができる。

また、補給された燃料の組成を求める場合に、ナビゲーションシステム２から位置情報を取得し、給油場所の位置と供給する燃料の組成とを関連付けた給油場所データベース１５から補給された燃料を求めているので、燃料タンク４に検出器を設けることなく、低コストかつ高精度な燃料組成の取得が可能となり、燃料の組成比が変化した場合にその変化を直ちにエンジン制御に反映させることができる。

なお、給油場所データベース１５は、特定の団体が所属メンバーの利用に供すべく作成しても良いし、給油場所が提供しても良い。さらに、個人が新しい供給場所で燃料を補給した場合にデータを登録することで、情報を蓄積することとしてもよい。

また、給油場所データベース１５は、必ずしも車両に搭載する必要はなく、無線ネットワークなどを介して接続可能なサーバ上にデータベースを作成し、車両が給油を行った場合に問い合わせる構成としても良い。

また、補給された燃料の組成の取得は、必ずしも位置情報とデータベースに基づく必要は無い。図７は、燃料情報を直接取得するエンジン制御装置の概要構成を示す図である。同図に示すように、エンジン制御装置２１は、給油場所データベース１５に代えて燃料情報取得部２２を有する。燃料組成算出部２３は、この燃料情報取得部２２から補給された燃料の組成を取得し、ナビゲーションシステムとは接続されていない。その他の構成および動作は図１に示したエンジン制御装置１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

燃料組成取得部２３は、給油場所との通信や、ユーザからの入力によって補給された燃料の組成を取得し、燃料組成算出部２３に供給する。たとえば、給油場所の給油器具にBluetoothなどの近距離無線送信機能を持たせ、燃料情報取得部２２に受信機能を持たせることで、給油が行われた際に自動的に補給された燃料の組成を取得することができる。

さらに、給油器具に燃料の組成を取得するセンサを持たせ、燃料タンク４の内部における燃料組成を取得し、車両側に通知する構成としてもよい。この構成によれば、車両側に検知手段を備えることなく、車両の燃料タンク内の補給後の燃料組成を取得することができるので、補給前後の燃料の割合から組成比を算出することなくエンジン制御にかかる補正係数を求めることができる。

ところで、以上の説明では圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を例として燃料の組成とエンジン制御について説明したが、本発明の利用はこれに限定されるものではなく、混合して使用可能な任意の燃料について適用可能である。

たとえば、ガソリンであれば、オクタン価などによって異なる補正値を使用する必要がある。一般に、給油場所では「レギュラー」と「ハイオク」とが区別されているが、それぞれのガソリンにもさらに組成の違いがあり、この違いはガソリンのメーカーに依存する。給油場所では同一のメーカーの燃料を供給することが多いため、給油場所ごとの組成情報を取得したり、補給された燃料の組成を取得することで、エンジン制御を最適化することができる。

同様に、軽油・ディーゼルやアルコール燃料であってもメーカーに依存する組成の違いがあるので、燃料タンク内には複数の組成の燃料が混合されることとなる。したがって、その混合比率を算出もしくは取得し、補正を行ってエンジン制御を最適化する。

また、液化石油ガス（ＬＰＧ）では、メーカー依存の差に加え、季節ごとに異なる組成の燃料が供給される。そのため、ＬＰＧの組成を特定するためには、給油場所の特定に加えて補給時期を特定する必要がある。この補給時期の特定は、燃料組成算出部１３に日時の情報を管理する日時管理機能を持たせることで実現してもよいし、ナビゲーションシステムや他のシステムから日時情報を取得するようにしてもよい。

つぎに、実施例２として、本発明を燃料電池に適用する場合について説明する。図８は、本発明の実施例２にかかる燃料電池制御装置の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、燃料電池制御装置３０は、ナビゲーションシステム２と燃料電池４０に接続される。

燃料電池４０は、メタノールタンク４３、水タンク４４、メタノールタンク４３にメタノールを補給する際に使用する補給口４１、水タンク４４に水を補給する際に使用する補給口４２、メタノールおよび水から水素（燃料ガス）を発生させるメタノール改質器４５、メタノール改質器４５からの水素燃料の供給に基づき発電を行う燃料電池スタック４６、燃料スタック４６が発電した電力によって駆動する負荷４７を有する。

燃料電池制御装置３０は、その内部にイグニッションスイッチ１１、補給口モニタ３２、燃料組成算出部３３、燃料モニタ３４、補給場所データベース３５、燃料情報記憶部３６および制御内容決定部３７を有する。

イグニッションスイッチ１１は、車両のキーによって操作され、燃料電池制御部３０への電源供給を行う。また、補給口モニタ３２は、補給口４１，４２の開閉状態を監視する。さらに、燃料モニタ３４は、メタノールタンク４３に貯蔵されたメタノールの残量と水タンク４４に貯蔵された水の残量を監視する。

補給場所データベース３５は、メタノールを補給する燃料補給場所の位置情報と補給可能な燃料の組成情報とを関連付けて記憶する。また、燃料情報記憶部３６は、メタノールタンク４３に貯蔵している燃料の組成を記憶する。

燃料組成算出部３３は、燃料が補給された場合に、補給前の燃料組成と補給された燃料の組成とをともに、補給後の燃料組成を算出して燃料情報記憶部３６に記憶させる。燃料が補給されたか否かの判断は、イグニッションスイッチ１１、補給口モニタ３２、燃料モニタ３４の情報を取得して行う。

具体的には、補給口４１が開けられた時点の燃料残量と、補給口４３が閉じられた時点の燃料残量とを比較し、燃料残量が一定以上増加していれば、燃料が補給されたと判断する。また、イグニッションスイッチ１１がオフになった時点での燃料残量とイグニッションスイッチ１１がオンになった時点での燃料残量とを比較し、一定以上増加していれば、燃料が補給されたと判断する。

燃料が補給された場合、燃料組成算出部３３は、実施例１に示したエンジン制御装置１と同様に、ナビゲーションシステム２から現在の位置情報を取得し、位置情報をキーとして補給場所データベース３５を検索して燃料補給場所を特定する。補給前にメタノールタンク４３および水タンク４４に貯蔵していた燃料の組成は、燃料情報記憶部１６に記憶されているので、補給前の燃料残量と補給後の燃料残量とを用いて現在の燃料残量における補給分の割合をもとめ、補給後の燃料の組成を算出することができる。この補給後の燃料組成で燃料情報記憶部３６の記憶内容を更新される。

制御内容決定部３７は、燃料情報記憶部１６に記憶された現在の燃料情報をもとに、メタノールと水の最適な配合比率を算出し、メタノール改質器４５の動作を制御する。

燃料電池４１では、メタノールおよび水を燃料として燃料ガス（水素ガス）を発生させ、水素ガスを用いて発電している。得られた電力は、例えば車両ではモータを回転させ、車両の駆動力として使用される。

ここで、メタノールの組成が異なると発電効率に影響が出るので、供給されるメタノールの組成に基づいてメタノール改質器４５を制御することにより、最適な発電効率を得ることが出来る。なお、水に不純物が混入している場合など、供給される水の組成によって発電効率に対する影響が考えられる場合には、水の組成に関する情報をさらに利用してメタノール改質器４５を制御することが望ましい。

上述したように本実施例２では、燃料補給前の燃料組成と、補給された燃料の組成から燃料補給後の燃料組成を算出し、メタノール改質器４５を制御することで、燃料電池の発電効率を最適化することができる。

なお、本実施例２では、燃料の組成情報を、改質器にて水素ガスを発生させる場合に用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、燃料電池スタックにて電気を発生させる場合など、さまざまな場合に用いることが可能である。

また、燃料電池に対して本発明を利用する構成は、図８に示した構成に限定されるものではなく、例えば実施例１に示したように燃料供給時に組成情報を受信する構成など、任意の構成で適用することが可能である。

以上のように、本発明にかかる動作制御装置はエンジン制御や燃料電池制御の最適化に有用であり、特に、組成の異なる燃料を混合して使用する場合の制御に適している。

本発明の実施例１にかかるエンジン制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 燃料としてＣＮＧを使用した場合における燃料濃度と排ガス成分との関係を説明する説明図である。 三元触媒の浄化特性を説明する説明図である。 燃料の組成比と補正係数との関係を説明する説明図である。 燃料の補給を検出する処理動作を説明するフローチャートである。 補正係数算出の処理動作を説明するフローチャートである。 燃料情報を直接取得するエンジン制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 本発明の実施例２にかかる燃料電池制御装置の概要構成を示す概要構成図である。

符号の説明

１，２１ エンジン制御装置
２ ナビゲーションシステム
３ 給油口
４ 燃料タンク
５ エンジン
１１ イグニッションスイッチ
１２ 給油口モニタ
１３，３３ 燃料組成算出部
１４，３４ 燃料モニタ
１５ 給油場所データベース
１６，３６ 燃料情報記憶部
１７ 補正係数算出部
１７ａ 噴射量係数算出部
１７ｂ 点火タイミング係数算出部
１７ｃ アイドリング係数算出部
２２ 燃料情報取得部
３０ 燃料電池制御装置
３２ 補給口モニタ
３５ 補給場所データベース
３７ 制御内容決定部
４０ 燃料電池
４１，４２ 補給口
４３ メタノールタンク
４４ 水タンク
４５ メタノール改質器
４６ 燃料電池スタック
４７ 負荷

Claims (10)

1. 所定の燃料を使用する動力装置の動作を制御する動作制御装置であって、
   車両の外部と通信する通信手段と、
   前記通信手段を介して補給される燃料の組成情報を取得する補給燃料情報取得手段と、
   前記補給燃料情報取得手段が取得した補給燃料情報をもとに、前記動力装置に供給される燃料の組成を算出する燃料組成算出手段と、
   前記燃料組成算出手段が算出した供給燃料組成をもとに、前記動力装置の動作の制御内容を補正する動作補正手段と、
   を備えたことを特徴とする動作制御装置。
2. ユーザからの情報入力を受け付ける入力手段をさらに備え、前記補給燃料情報取得手段は、前記入力手段を介して前記補給燃料情報を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の動作制御装置。
3. 日時の情報を管理する日時管理手段をさらに備え、前記補給燃料情報取得手段は、前記日時情報管理手段が出力する燃料補給時点での日時を前記補給燃料情報として使用することを特徴とする請求項１または２に記載の動作制御装置。
4. 前記燃料を注入する補給口の開閉状態を監視する補給口モニタ手段をさらに備え、前記燃料組成算出手段は、前記補給口が開いたときの燃料残量と前記補給口が閉じた時の燃料残量との差が所定量以上である場合に前記供給燃料組成を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の動作制御装置。
5. 電源の供給状態を監視する電源モニタ手段をさらに備え、前記燃料組成算出手段は、前記電源の供給を停止する停止処理時における燃料残量と、前記電源の供給を開始する開始処理時における燃料残量との差が所定量以上である場合に前記供給燃料組成を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の動作制御装置。
6. 前記燃料は、石油ガスであることを特徴とする請求項３に記載の動作制御装置。
7. 前記動力装置は、内燃機関であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の動作制御装置。
8. 前記動力装置は、燃料電池であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の動作制御装置。
9. 車両の燃料タンクに燃料を供給する補給装置であって、
   前記燃料の供給を受けた後の前記燃料タンク内における燃料組成を検出する組成検出手段と、
   前記組成検出手段が検出した燃料組成を前記車両に送信する送信手段と、
   を備えたことを特徴とする補給装置。
10. 所定の燃料を使用する動力装置の動作を制御する動作制御装置であって、
    燃料タンクに補給装置から燃料を供給された場合に、該燃料の供給後の前記燃料タンク内における燃料組成を前記補給装置から受信する燃料組成受信手段と、
    前記燃料組成受信手段が受信した燃料組成をもとに、前記動力装置の動作の制御内容を補正する動作補正手段と、
    を備えたことを特徴とする動作制御装置。